Schema functionala a calculatorului

)


)


)


)


)

Clasificarea monitoarelor

Clasificarea monitoarelor

MONITORUL Primele generatii de monitoare au fost de tip digital , primind de la calculator toata informatia necesara afisarii sub forma de semnale TTL aparand apoi monitoarele analogice din ce în ce mai constructive . S-a diversificat oferta , perfectionându-se tehnologiile cristalelor lichide,plasma sa altele . O clasificare sumara a monitoarelor ar putea fi facuta dupa unul din criteriile : a)dupa culorile de afisare -monitoare monocrome (afiseaza doar doua culori - negru si alb/verde/galben) ; cu niveluri de gri - pot afisa o serie de intensitati între alb si negru ; monitoarele color b)dupa tipul semnalelor video *Monitoare digitale : accepta semnale video digitale (TTL) sunt conforme cu standardele mai vechi IBM CGA si EGA . Sunt limitate la afisarea unui numar fix de culori . *Monitoarele analogice : pot afisa un numar nelimitat de culori . c)dupa tipul grilei de ghidare a electronilor în tub *Cu masca de umbrire : ghidarea fluxurilor de electroni spre punctele de fosfor corespunzatoare de pe ecran este realizata de o masca metalica subtire prevazuta cu orificii fine *Cu grila de apertura : în locul mastii de umbrire se afla o grila formata din fibre metalice fine , verticale , paralele , bine intinse si foarte apropiate intre ele.Calitatea acestor monitoare este superioara . d)dupa tipul constructiv al ecranului *Monitoare cu tuburi catodice coneventionale (CRT) , sunt cele mai ieftine si mai performante de pe piata . Prezinta diferite variante , cele mai întâlnite fiind shadowmask CRT si tuburile Trinitron , cu grila de apertura *Dispozitive de afisare cu ecran plat (FPD-Flat Panel Display), LCD (cristale lichide) si PDP(Plasma Display Panel) . Sunt utilizate la laptopuri , fiind net inferioare monitoarelor clasice. *Ecrane tactile - adauga posibilitatea de selectare si manipulare a informatiei de pe Monitorul este un dispozitiv de iesire care afiseaza imagini si text. Ca orice alta componenta a calculatorului el primeste informatii de la o sursa de date. In cazul acesta el primeste informatia de la placa video care la unele calculatoare este inclusa in placa de baza, dar in general este o placa de extensie.Exista mai multe tipuri de monitoare: cu tub (CRT), cu cristale lichide (LCD), cu plasma. Monitoarele CRT sunt alcatuite dintr-un tub care are la un capat un tun cu electroni. La celalalt capat el are un ecran cu un invelis de fosfor. El functioneaza pe baza bombardarii ecranului cu electroni astfel afisindu-se punctele de diferite culori numite pixeli. In momentul in care pelicula de fosfor este bombardata de electroni ea emite lumina, dar aceasta lumina dureaza foarte putin si deci ecranul trebuie bombardat in continuare acest proces numindu-se reafisare. O proprietate a monitoarelor este rata de reafisare care se mai numeste si frecventa. Majoritatea monitoarelor au o rata de reafisare de aproximativ 70Hz adica el afiseaza 70 de imagini pe secunda. Monitoarele CRT sunt de doua tipuri: unele bombate care deformeaza usor imaginea si unele cu tehnologie Trinitron care sunt curbate pe orizontala dar plate pe verticala. Cele Trinitron ofera o calitate a imaginii mult mai buna, dar din pacate realizarea lor costa mai mult si astfel ele devin mai scumpe. Monitoarele LCD au in general o rezolutie mai slaba decat cele CRT, dar nu emit radiatii si consuma mult mai putin (aproximativ 5 watt fata de 100 watt la cele cu tub) ceea ce le face mai scumpe. Acestea au o tehnologie diferita de functionare: un fascicul de lumina trece prin filtre speciale care o transforma in culorile rosu, verde sau albastru, iar electricitatea le directioneaza la fiecare celula. Aceste celule contin cate 3 pixeli care au valorile culorilor rosu, verde si albastru (RGB). In general monitoarele cu ecran plat sunt folosite la laptopuri pentru ca ocupa mult mai putin spatiu, dar producatorii de monitoare au preluat tehnologia si au realizat monitoare LCD si pentru desktop-uri. Diagonala ecranului la monitoarele LCD poate ajunge pana la 42 inch in timp ce la monitoarele CRT ajunge pana la 21 inch. In general rezolutia la ambele monitoare poate ajunge pana la 1280x1024 de pixeli, dar sunt si monitoare performante care pot ajunge pana la rezolutia de 1600x1280 de pixeli. Tehnologiile de realizare a ecranelor LCD au la baza doua tehnologii majore: DSTN si TFT. Tehnologia DSTN (Dual-Scan Twisted Nematic) consta in utilizarea mai multor straturi.

Unităţi de masură a informaţiei

Unităţi de masură a informaţiei

  În informatică, un bit (simbol: b) este unitatea de măsură pentru cantitatea de informaţie. Un bit este cantitatea de informaţie necesară pentru reducerea incertitudinii la jumătate. Termenul a fost introdus de matematicianul şi statisticianul american John Wilder Tuckey ca o prescurtare combinată a cuvintelor engleze binary digit („cifră binară”), într-un articol din 1958, scris pe vremea când lucra cu  John von Neumann la proiectarea unor modele timpurii de computere. În acelaşi timp în limba engleză a bit înseamnă „un pic”, „puţin”, „o mică parte din ceva”; astfel pentru vorbitorii de limbă engleză cuvântul bitare şi un sens intuitiv.

    Formal, memoria internă este considerată o structură liniară (mi)i.>0, mi fiind 0 sau 1 cu semnificaţia “stins », respectiv “aprins” şi reprezintă o poziţie binară, numită bit (binary digit). Prin urmare, o succesiune de biţi poate fi utilizată pentru stocarea de informaţii convertite în poziţii binare. 

   Unitatea de masură pentru memorie este byte-ul (octet-ul) şi reprezintă o succesiune de 8 poziţii binare, de exemplu 0 1 0 1 0 1 1 1.

• 1b = 8 biţi sau 1o = 8 biţi. Multiplii byte-ului sunt:

 1 Kb = 1024 b = 210 b ; 1 Mb  = 1024 Kb =220 b ; 1 Gb  = 1024 Mb = 230 b.

    Din punct de vedere logic, memoria internă a unui calculator este organizată în blocuri de memorie, 1 bloc = 64 Kb, aceste blocuri având destinaţii precise în stocarea informaţiilor pentru buna funcţionare a calculatorului sub un sistem de operare adecvat.

• ¡ 1 cuv. = 4 biţi;

• ¡ 1 cuv. = 8 biţi = 1 b;

• ¡ 1 cuv. = 16 biţi = 2 b;

• ¡ 1 cuv. = 32 biţi  = 4 b.

    În acest sens, până în prezent sunt cunoscute următoarele generaţii de microprocesoare:

• ¡ gen. 1 - mP tip 4004, 8008, 1w = 4 biţi ( dupa anul 1971 );

• ¡ gen. 2 - mP tip XT 8080, 1w = 8 biti ( dupa anul 1974 );

• ¡ gen. 3 - mP tip AT 8088, 8086, 80186,80286, 1w = 16 biţi ( dupa anul 1978; in 1981 apare PC ; in 1982 apar 80186, 80286);

• ¡ gen. 4 - mP tip AT 80386, 1w = 32 biţi ( anul 1985 ); 

• ¡ gen. 4,5 - mP tip 80486, 80586(Pentium), 80860, RISC-I860, etc.,1w = 32 biţi(după anul 1989; 80486 înglobează şi coprocesorul matematic 80387;1993-586 ).

   Un rol important în utilizarea memoriei interne şi in procesul de prelucrare a informaţiilor are conceptul de cuvânt de memorie (word), acesta fiind de fapt o unitate de masură (unitate de adresare)  în sistemul de coordonate (adrese) ataşat unei memorii interne având o anumită 

organizare logică, de exemplu în blocuri.

   În evoluţia sistemelor de calcul, capacitatea cuvântului de memorie a fost variabilă şi a determinat creşterea performanţelor acestora, în acest sens este cunoscută clasificarea microprocesoarelor în generaţii funcţie de capacitatea cuvântului de memorie utilizat.

   Pe masura ce tehnica evolueaza, cantitatea de informatie stocata si procesata creste. Iata lista unitatilor de masura. Dupa cum puteti observa suntem de-abia la inceputul spectrului.

1 Bit = Binary Digit
8 Bits = 1 Byte
1024 Bytes  = 1 Kilobyte = 1,024 bytes
1024 Kilobytes  = 1 Megabyte  = 1,048,576 bytes
1024 Megabytes  = 1 Gigabyte = 1,073,741,824 bytes
1024 Gigabytes = 1 Terabyte = 1,099,511,627,776 bytes
1024 Terabytes = 1 Petabyte = 1,125,899,906,842,624 bytes
1024 Petabytes = 1 Exabyte = 1,152,921,504,606,846,976 bytes
1024 Exabytes = 1 Zettabyte = 1,180,591,620,717,411,303,424 bytes

...

LEGĂTURA DINTRE PARTEA FIZICĂ ŞI CEA LOGICĂ

 În computere biţii au şi o implementare materială, fizică. Această implementare concretă nu este însă standardizată (nu este la fel pentru toate computerele). Un exemplu la un computer trecerii curentului printr-un anume punct i se asociază cifra binară 0, iar lipsei curentului cifra 1. La alte computere asocierea aceasta poate fi inversă.

O structură de opt biţi formează un octet, numit şi bait, de la cuvântul englez byte, cu simbolul O respectiv B. O cantitate de informaţie de 2¹⁰=1024 octeţi poartă denumirea (inexactă) de 1 kilooctet (1 kO, 1 kB).

   Se recomandă însă folosirea acestor unităţi numai în forma de singular: 8 bit (nu 8 biţi) şi 1024 bait (nu 1024 baiţi).

Denumirile exacte, corecte, dar încă puţin răspândite, sunt:

• 2¹⁰ = 1024 octeţi = 1 KiB (1 Kibibait).
• 1000 octeţi = 1 kO (1 kilooctet).

Tipurile de calculatoare

TIPURI DE SISTEME DE CALCUL

In evaluarea unui sistem de calcul, sunt luate in discutie urmatoarele performante:

·         dimensiunea memoriei interne;

·         viteza de prelucrare;

·         numarul de procesoare; 13955ylk18qbj9v

·         dimensiunea memoriei externe;

·         numarul maxim de utilizatori;

·         costul.

Calculatoarele se clasifica dupa mai multe criterii: lb955y3118qbbj

·         domeniul de utilizare;

·         modul de reprezentare a datelor;

·         performantele.

1. In functie de domeniul de utilizare, exista doua tipuri de calculatoare:

·         calculatoare specializate care pot fi folosite numai pentru rezolvarea unui domeniu restrans de probleme;

·         calculatoare universale care asigura rezolvarea unei game foarte variate de probleme cu ajutorul unor programe aplicative diverse.

2. Dupa modul de reprezentare a datelor, calculatoarele sunt de doua tipuri:

·         calculatoare analogice, care creeaza modelul matematic al unui sistem fizic real caracterizat de anumite marimi fizice care sunt reprezentate si manipulate cu ajutorul circuitelor electronice. Operatiile matematice sunt reproduse cu ajutorul caracteristicilor electrice ale diferitelor elemente de circuit: rezistente, capacitati, tensiuni, etc. Calculatorul este format din blocuri functionale care se conecteaza intre ele pentru a rezolva problemele reale ale sistemului fizic. Datele de intrare sunt furnizate continuu cu ajutorul unor echipamente, care le preiau din sistemul fizic real. Calculatoarele analogice sunt folosite pentru conducerea unor procese sau instalatii.

·         calculatoare numerice, care efectueaza calculele cu informatii reprezentate in cod binar. Prelucrarea se face pe baza unui program memorat care descrie algoritmul de lucru. Aceste sisteme sunt utilizate in diferite domenii, pentru solutionarea unor probleme care necesita calcule laborioase cu multe date si analiza unui mare numar de variante, intr-un timp scurt.

In functie de performante, calculatoarele numerice se clasifica in:

·         supercalculatoare (calculatoare mari);

·         mainframes (calculatoare medii);

·         minicalculatoare (calculatoare mici);

·         microcalculatoare (calculatoare micro).

1. Microcalculatorul este cel mai simplu sistem de calcul, dotat cu un singur procesor, care poate fi utilizat de un singur utilizator.

2. Minicalculatorul poate fi folosit simultan de mai multi utilizatori (20-50 de terminale formate din tastatura si display) si are tot un singur procesor. Minicalculatoarele au evoluat spre superminicalculatoare (VAX, SUN), care sunt folosite ca servere de retea.

3. Mainframe-ul este un sistem cu putere mare de calcul. Acesta poate fi utilizat simultan de foarte multi utilizatori si permite conectarea mai multor sute de terminale. Este dotat cu unul sau doua procesoare puternice pentru executarea calculelor si mai multe procesoare de putere mica, pentru administrarea transferurilor de date cu memoria externa. Este folosit in aplicatiile de gestiune economica, in intreprinderi foarte mari, in universitati si in agentii guvernamentale mari. Ceea ce deosebeste un mainframe de un superminicalculator, este capacitatea memoriei externe si domeniul de aplicabilitate (superminicalculatoarele sunt folosite in aplicatii de timp real, iar mainframe-ul in prelucrarea tranzactiilor si costurilor).

4. Supercalculatorul este un sistem cu o putere foarte mare de calcul. Lucreaza in regim multiuser, permitand conectarea mai multor sute de terminale. Poate avea mai multe procesoare foarte rapide pentru efectuarea calculelor si un numar si mai mare de procesoare mai lente, pentru administrarea transferurilor de date.

Retele de calculatoare

 Retelele de calculatoare au aparut din necesitatea partajarii datelor, si a resurselor hardware, existente intr-o societate intre mai multi utilizatori. În fiecare societate existau un numar oarecare de calculatoare, fiecare lucrând independent. Cu timpul acestea, pentru a putea fi utilizate intr-un mod mai eficient, au fost conectate impreuna prin intermediul unor dispozitive, dând astfel nastere la o retea. O retea reprezinta un ansamblu de calculatoare interconectate prin intermediul unor medii de comunicatie, asigurându-se in acest fel utilizarea in comun de catre un numar mare de utilizatori a tuturor resurselor fizice (hardware), logice (software si aplicatii de baza) si informationale (baze de date) de care dispune ansamblul de calculatoare conectate. De asemenea mai putem spune ca printr-o retea intelegem o colectie de calculatoare autonome interconectate intre ele.

Cel mai des utilizat tip de retea este cea  cu server (calculator performant ce are in sarcina transferul de date in interiorul retelei si in afara ei) retea STEA= fiecare calculator se conecteaza la server prin intermediul unui unic dispozitiv (router, switch) 

Fiecare server se identifica in mod unic intre celelalte prin intermediul unui IP (cod de numere). 

Metodele de conectare sunt în continuă dezvoltare şi deja foarte diverse, începând cu tot felul de cabluri metalice şi de fibră de sticlă, cabluri submarine, şi terminând cu legături prin radio cum ar fi WLAN, Wi-Fi sau Bluetooth, prin raze infraroşii ca de ex. IrDA sau chiar prin intermediul sateliţilor. Foarte răspândită este metoda Ethernet, termen care se referă la natura fizică a cablului folosit şi la tensiunile electrice ale semnalului. Cel mai răspândit protocol de comunicare în reţelele Ethernet se numeşte CSMA/CD ("Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection"). Dacă drept mediu fizic sunt utilizate undele radio, atunci reţeaua se numeşte reţea fără fir (wireless).

Reţelele de calculatoare se împart după extinderea lor în următoarele tipuri: LAN, MAN, WAN şi, ceva mai nou, PAN. Reţelele relativ mici, de exemplu cu cel mult câteva sute de calculatoare în aceeaşi clădire legate între ele direct, se numesc Local Area Network (LAN). O reţea de tip LAN dar fără fir (prin unde radio) se numeşte WLAN (Wireless LAN). Reţele de mare întindere geografică, de exemplu între 2 oraşe, pe o ţară, un continent sau chiar pe întreaga lume, se numesc(WAN). Reţelele particulare de tip WAN au fost iniţial foarte costisitoare. La ora actuală însă, cele mai multe conexiuni de tip WAN folosesc ca mijloc de comunicaţie Internetul - acesta este universal şi public, deci nu foarte controlabil de către un utilizator, dar foarte convenabil ca preţ. În sfârşit, PAN înseamnă Personal Area Network - o reţea de foarte mică întindere, de cel mult câţiva metri, constând din aparatele interconectabile pe care o persoană le poartă cu sine, ca de exemplu telefon mobil, player MP3 sau aparat de navigatie portabil 



Reţeaua World Wide Web, denumită Web sau WWW, este partea cea mai dezvoltată din internet. A fost creată în 1989, la centrul european de cercetări nucleare. Reţeaua este bazată pe grafică, fiind folosit un limbaj special, HTML (Hypertext Markup Language – limbaj de marcare pentru hipertext). Cu un click pe textul sau imaginea grafică cu o anumită codificare se ajunge la alte documente denumite pagini Web (Web pages), unde se pot vedea imagini, text, videoclipuri, se pot asculta mesaje vocale. Pe ecranul propriului calculator pot fi aduse imagini din toată lumea sau informaţii referitoare la orice domeniu de activitate

Primul APPLE

Primul Machintosh si primul Laptop Mac plus bonus…Cerceteaza !!!!

Macintosh 128K – Primul Macintosh (1984)

Data lansarii : 24 Ianuarie, 1984
Pretul la lansare : 2495 $
Intreruperea productiei : 1 octombrie 1985
Sistemul de operare : 1.0, 1.1, 2.0, 2.1, 3.0, 3.2
Procesor : CPU Motorola 68000 @ 8 MHz

Memorie : 128 KB
Primul Machintosh, 128 Machintosh a fost introdus in data de 24 ianuarie 1984, a fost primul computer personal cu succes comercial si oferea un mouse si o interfata grafica, decat o interfata “linie de comanda”. Carcasa acestuia continea un monitor de 9 inch (23 cm) si venea impreuna cu o tastatura si un mouse. Un mic spatiu in partea de sus i-a permis posesorului acestui calculator personal posibilitatea de a-l muta sau a-l cara. S-a vandut la pretul de 2495 $. La configuratiile de astazi , specificatiile lui tehnice sunt de tot rasul.  Cu monitorul incorporat, un monitor alb-negru, o singura unitate de disc 3.5-inch floppy disk si fara nici un alt mediu de stocare. Unitatea nu dispunea de nici un ventilator de racire.
Machintosh a fost proiectat sa atinga performantele grafice, care pana atunci erau atinse doar de unitati ce costau peste 10 000 $ la un pret accesibil clasei de mijloc.

Powerbook “Primul Laptop Mac “(1991)

Data lansarii : 21 octombrie, 1991
Pretul la lansare : 2300 $
Intreruperea productiei : 3 septembrie 1992
Sistemul de operare : 6.0.8L, 7.0.1–7.5.5
Procesor : CPU Motorola 68000 16 MHz
Memorie : 2 to 8 MB
PowerBook 100 a fost modelul low-end din primele trei lansari simultane PowerBooks. Procesorul si memoria erau foarte asemanatoare cu cele ale predecesorului sau (Macintosh Portable (1989) ). In octombrie 1991, Apple a lansat primele trei PowerBooks : low-end PowerBook 100, PowerBook 140 , precum si high-end PowerBook 170. Aceste produse au provocat agitatie in industrie, cu carcasele lor compacte de culoare gri inchis, utilizarea unui trackball si pozitionarea inteligenta a tastaturii cu locul lasat special pentru relaxarea palmei de fiecare parte a trackball-ului. Pana atunci calculatoarele PC portabile aveau tendinta de a nu lasa acel spatiu de fixare a podului palmei si tastatura se intindea pe toata suprafata . Atunci aceasta noua configuratie standard a surprins, ca mai tarziu sa fie folosita de toti producatorii de PC-uri portabile.
Si acum……..bonusul acestei postari:

Apple 1 – Primul Computer Apple (1976)

Pe data de 01.04.1976, Apple condus de Steve Jobs, Steve Wozniak si Ronald Wayne, a hotarat sa vanda primul calculator personal , Apple I . Acesta a fost construit manual de Wozniak si prezentat publicului pentru prima data la Homebrew Computer Club. Apple I era compus dintr-o placa de baza (cu procesor, memorie RAM si chipseturi de baza pentru text-video) , ceea ce este mult mai putin decat ce e azi considerat un calculator personal complet. In iulie 1976, Apple I a fost pus la vanzare la pretul de 666,66 dolari. Steve Wozniak, co-fondator Apple Computers declara mai tarziu “Primul Apple a fost doar unul dintre apogeurile vietii mele” . Pe data de 1 aprilie (Ziua Pacalelilor) cand au lansat Apple I , a fost fondata si compania Apple Computer. Apple I a fost primul computer “single circuit board” . A venit cu o interfata video , 8k de RAM si o tastatura.
Sistemul incorpora si cateva componente econimice, incluzand procesorul 6502 ( Conceput de Rockwell si produs de MOS Technologies) si dynamic RAM. Ca o ultima adaugare, pana in 1984 , Apple a fost impotriva machintosh.

Evoluţia Calculatoarelor

Evoluţia Calculatoarelor
Momentul iniţial al istoriei calculatoarelor este, de obicei legat de numele matematicianului englez Charles Babbage. El a propus în anul 1830 o Maşină Analitică care a anticipat în mod fascinant structura calculatoarelor actuale. Ideile sale au devansat cu peste 100 de ani posibilităţiile tehnologice ale vremii sale. Înaintea a mai fost încercări în acest domeniu ale lui Leibnitz şi Pascal (sec al XVII-lea) . 
Următorul moment de referinţă este anul 1937, când Howard Aiken, de la Universitatea Harvard a propus Calculatorul cu secvenţă de Comandă Automată, bazat pe o combinaţie între ideile lui Babbage şi calculatoarele elertromecanice, produse de firma IBM. Construcţia acestuia a început în anul 1939 şi s-a terminat în anul 1944, fiind denumit Mark I . El a fost în principal primul calculator electromecanic, fiind alcătuit din comutatoare şi relee. 
Înlocuirea releelor cu tuburi electronice a constituit un important pas înainte. Rezultatul a fost concretizat în calculatorul ENIAC ( Electronic Numerical Integrator And Computer ), primul calculator electronic digital. El conţine circa 18.000 de tuburi electronice şi executa 5.000 de adunări pe secundă, având o memorie de 20 de numere reprezentate în zecimal. Programarea sa se realiza prin poziţionarea a circa 6.000 de comutatoare, cu mai multe poziţii. O semnificaţie aparte o are faptul că în arhitectura calculatoarelor Mark I şi ENIAC, intrau mai multe elemente de calcul, ce lucrau în paralel la o problemă comună, fiind dirijate de o singură unitate de comandă . Această soluţie a fost aleasă datorită vitezei reduse a fiecărei unităţi de calcul, în parte. La versiunea următoare s-a renunţat la această structură paralelă de calcul, deoarece s-a considerat că viteza unei unităţi de calcul, realizată cu circuite electronice, este suficientă . Soluţia prelucrării paralele a fost reluată ulterior după anii 80’ pentru mărirea performanţelor unui sistem de calcul; astfel în 1996 Firma INTEL a realizat un supercalculator ce foloseşte peste 7000 de procesoare PENTIUM utilizând tehnica „de calcul masiv” (utilizat pentru simularea testelor nucleare, în cercetări genetice, spaţiale, meteorologice).
De remarcat că la realizarea primelor calculatoare, în calitate de consultant al echipei, a lucrat şi matematicianul John von Neumann, unul dintre matematicienii importanţi ai secolului XX. De altfel, la realizarea calculatorului EDVAC ( primul calculator cu circuite electronice ) el a stabilit 5 caracteristii principale ale calculatorului cu program memorat :
1.Trebuie să posede un mediu de intrare, prin intermediul căruia să se poată introduce un număr nelimitat de operanzi şi instrucţiuni . 
2.Trebuie să posede o memorie, din care să se citească instrucţiunile şi operanzii şi în care să se poată memora rezultatele. 
3.Trebuie să posede o secţiune de calcul, capabilă să efectueze operaţii aritmetice şi logice, asupra operanzilor din memorie. 
4.Trebuie de asemenea să posede un mediu de ieşire, prin intermediul căruia un număr nelimitat de rezultate să poată fi obţinute de către utilizator. 
5.Trebuie să aibă o unitate de comandă , capabilă să interpreteze instrucţiunile obţinute din memorie şi capabilă să selecteze diferite moduri de desfăşurare a activităţii calculatorului pe baza rezultatelor calculelor . 

Primul calculator comercializat a fost UNIVAC (UNIversal Automatic Computer ) realizat pe structura calculatorului EDVAC, în anul 1951. În anii următori, dezvoltarea calculatoarelor a devenit explozivă, la mai puţin de zece ani intervenind câte o schimbare care a fost interpretată drept apariţia unei noi generaţii de calculatoare. Ele pot fii clasificate astfel : 

Generaţia I (1946-1956) caracterizată prin :
•Hardware: relee, tuburi electronice ; 
•Software: programe cablate, cod maşină, limbaj de asamblare ;
•Capacitate de memorie : 2 Kocteţi ;
•Viteză de operare : 10.000 de operaţii/sec. ;
•Calulatoare : ENIAC, UNIVAC, IBM ;

Generaţia a II–a (1957-1963) marcată de apariţia tranzistorului 
•Hardware: tranzistoare, memorii cu ferite, cablaj imprimat ;
•Software : limbaj de nivel înalt ( Algol, Fortan)
•Memorie : 32 Kocteţi ;
•Viteza : 200.000 de instrucţiuni/sec 
•Calculatoare : IBM 7040, NCR501 ;

Generaţia a III–a (1964- 1981) caracterizată prin : 
• Hardware : circuite integrate ( la început pe scară redusă, apoi pe scară medie şi largă ; scara de integrare se referă la numărul de componente electronice pe unitatea de suprafaţă ), cablaje imprimate multistrat , discuri magnetice, aparariţia primelor microprocesoare ; 
•Software : limbaje de nivel foarte înalt, programare orientată pe obiecte B.Pascal, programare structurată LISP, primele programe pentru grafică şi baze de date . 
-memorie : 1÷2 Mocteţi ;
•Viteza : 5.000.000 de operaţii/sec ;
•Calculatoare : IBM 370 , FELIX
•Comunicaţii : Primele comunicaţii prin satelit, transmisia de date prin fibră optică.

Generaţia a IV-a (1982-1989) caracterizată prin :
•Hardware: circuite integrate pe scară foarte mare ( VLSI ) , sisteme distribuite de calcul, apar microprocesoarele de 16/32 biţi, primele elemente optice (discurile optice ) ; 
•Software : Pachete de programe de largă utilizare, sisteme expert , sisteme de operare, se perfecţioneaza limbajele de programare orientate pe obiect, baze de date relaţionale ; 
•Memorie : 8÷10 Mocteţi ; 
•Viteza : 30 de milioane de instrucţiuni/sec ; 
•Caculatoare : INDEPENDENT, CORAL, IBM (apar mai multe versiuni)

Generaţia a V-a ( 1991- 2002 ) în curs de dezvolatare 
•Hardware : circuite integrate pe scară ultralargă ULSI ( proiectare circuite integrate 3D ), arhitecturi paralele, alte soluţii arhitecturale noi ( reţele neurale etc. ), proiectele galiu-arsen . 
•Software : limbaje concurente,programare funcţională, prelucrare simbolică , baze de cunoştiinţe, sisteme expert evoluate,programe de realitate virtuală, acum apar şi sistemele de operare windows. Această perioadă este marcată de apariţia internetului şi extinderea rapidă a acestei reţele mondiale. 
•Memorie : de la zeci,sute de Mocteţi până la Gocteţi ; 
•Viteza : 1G de instrucţiuni /sec – 3 G de instrucţiuni/sec
•Comunicaţiile: au atins un nivel nemaiintâlnit.. emisiile radio de ordinul GHz, reţele globale pe fibră optică , reţele de comunicare prin satelit.
•Calculatoare : o gamă foarte largă de calculatoare .

Structura Calculatorului

Structura şi funcţionarea calculatorului

Calculatorul este o maşină care prelucrează informaţiile automat. Pentru aceasta trebuie să i se furnizeze datele pe care trebuie să le prelucreze (datele de intrare) şi o listă de instrucţiuni (programul), care să îi indice cum să prelucreze aceste date. Dacă pentru a ajunge la un rezultat trebuie sa execute mai multe operaţii, el le va efectua pe rând. Operaţiile şi ordinea acestora îi sunt specificate calculatorului prin intermediul programului. Calculatorul va furniza utilizatorului rezultatele obţinute în urma prelucrării (date de ieşire). În timpul prelucrării pot să apară şi date intermediare. 

Pentru a putea realiza aceste operaţii, calculatorul este alcătuit din două componente:

Echipamentele fizice (partea materială) - HARDWARE

Programele şi datele (partea logică) - SOFTWARE

A .HARDWARE-UL. reprezintă echipamentele fizice din care este alcătuit un sistem de calcul, în care circuitele electronice prelucrează automat informaţiile şi asigură comunicarea între utilizator şi sistem. 

Von Newmann a stabilit că hardware-ul trebuie să asigure următoarele funcţii:

1. funcţia de memorare;

2. funcţia de comandă şi control;

3. funcţia de prelucrare;

4. funcţia de intrare-ieşire.

1. Funcţia de memorare asigură memorarea datelor şi a programelor şi are ca suport memoria internă şi memoria externă. În memoria internă sunt stocate programele şi datele care sunt în lucru la un moment dat. În memoria externă sunt stocate toate programele şi datele de care poate avea nevoie, în diferite situaţii, sistemul de calcul.

2. Funcţia de comandă şi control asigură:

extragerea instrucţiunilor din memoria internă;

analiza instrucţiunilor;

comanda de executare a unei operaţii;

extragerea datelor de intrare din memoria internă;

aranjarea datelor de ieşire în memoria internă.

Funcţia este realizată de Unitatea de Comandă şi Control.

3. Funcţia de prelucrare asigură efectuarea operaţiilor aritmetice (adunare, scădere, înmulţire şi împărţire) şi logice (AND, IF, NOT). Funcţia este realizată de Unitatea Aritmetică Logică. 

4. Funcţia de intrare-ieşire asigură introducerea datelor şi a programelor în memoria internă şi furnizarea rezultatelor. 

Exemplu: Calculul valorii expresiei e = (a+b) • c

Rezultă că un calculator este format din mai multe blocuri funcţionale.

ARHITECTURA unui calculator defineşte un set de reguli prin care subansamblele hardware sunt conectate fizic, fără să se ţină cont de amplasarea lor. Subansamblele sunt definite după funcţia asigurată:

unitatea de comandă şi control;

unitatea aritmetică-logică;

unitatea de memorie internă;

unitatea de memorie externă;

unităţile de intrare-ieşire.

1. UNITATEA CENTRALĂ DE PRELUCRARE (Central Processing Unit – CPU) sau PROCESORUL, este creierul calculatorului care coordonează şi controlează întreaga lui activitate.

Procesorul interpretează programele, identifică instrucţiunile din program, decodifică o instrucţiune, recunoaşte codurile operaţiilor, activează circuitele electronice corespunzătore şi execută operaţii aritmetice şi logice.

Astăzi, UCP-ul se bazează pe un singur circuit integrat, numit microprocesor. 

Circuitul integrat este o capsulă în interiorul căreia se găsesc sute de mii de circuite electronice. Acesta se mai numeşte şi cip (chip) şi se montează pe placa calculatorului. 

Microprocesorul este format din circuite electronice cu ajutorul cărora el poate interpreta şi executa instrucţiunile. Instrucţiunile reprezintă codificarea comenzilor de operaţii pe care trebuie să le execute calculatorul. Deoarece calculatorul este o maşină cu două stări, aceste instrucţiuni vor fi şiruri de cifre binare, iar codul folosit se numeşte cod maşină. Setul de instrucţiuni pe care microprocesorul îl înţelege şi îl execută se numeşte limbaj maşină.

Pentru executarea operaţiilor, unitatea aritmetică-logică dispune de o memorie proprie, de dimensiuni reduse, organizată sub formă de registre. Atunci când procesorul execută o instrucţiune, din memoria internă sunt aduse în registre operaţiile pe care trebuie să le execute UAL.

Microprocesorul poate executa următoarele operaţii:

cele patru operaţii aritmetice de bază: adunarea, scăderea, înmulţirea şi împărţirea;

operaţiile logice: AND, OR, NOT şi XOR, cu ajutorul cărora se poate controla ordinea în care se execută operaţiile, folosind: 

textul, adică operaţia de comparare între două operaţii;

saltul condiţionat, adică executarea unei anumite instrucţiuni în funcţie de o condiţie;

repetiţia, adică executarea repetată a unei secvenţe de instrucţiuni. 

2. MEMORIA INTERNĂ este locul în care sunt aduse programele şi datele pentru a fi prelucrate de procesor. Întrucât toate instrucţiunile şi datele sunt codificate într-o reprezentare binară, memoria va depozita secvenţe de biţi. Fiecare bit este reprezentat printr-un comutator electronic individual, cu două stări:

comutator ON – cifra binară 1;

comutator OFF – cifra binară 0.

Capacitatea de stocare a memoriei se măsoară în unităţi de măsură a informaţiei: Ko, Mo şi Go sau Kb, Mb şi Gb.

Informaţia (instrucţiunile şi datele) se găseşte în memoria internă sub formă de cifre binare grupate în octeţi sau în cuvinte pe care le prelucrează procesorul. Memoria internă este împărţită în locaţii de memorie (octeţi) identificate printr-o adresă unică.

Adresa este un cuvânt binar prelucrat de procesor, prin care acesta identifică poziţia unei locaţii din memorie.

3. UNITATEA DE INTRARE-IEŞIRE asigură comunicarea calculatorului cu mediul prin intermediul unor echipamente specializate, numite Dispozitive Periferice. Aceste dispozitive sunt:

 dispozitivele de intrare-ieşire:

dispozitive de intrare;

dispozitive de ieşire;

dispozitive de intrare-ieşire.

memoriile externe.

a) Dispozitivele de intrare – asigură transmiterea informaţiilor şi comenzilor către calculator prin operaţia

de citire (READ). Din această categorie fac parte: tastatura, mouse-ul, cititorul de cartele, cititorul de bandă perforată, creionul optic, stiloul electronic, scanerul, microfonul, etc. Informaţiile citite pot fi: texte, imagini, muzică, comenzi vocale, valori analogice. Indiferent de tipul informaţiei, principiul de funcţionare al unui dispozitiv de intrare este acelaşi: preia informaţia, o împarte în unităţi conform unui algoritm propriu, codifică fiecare unitate într-o secvenţă de biţi şi transmite aceşti biţi procesorului.

b) Dispozitivele de ieşire sunt folosite pentru a comunica utilizatorului rezultatele operaţiilor executate şi informaţii despre stare sistemului prin informaţii de scriere (WRITE). Din această categorie fac parte: monitorul, imprimanta, ploterul, difuzorul.

Aceste dispozitive primesc secvenţe de biţi de la procesor pe care le decodifică, astfel încât să poată fi înţelese de utilizator sub formă naturală.

c) Dispozitivele de intrare-ieşire sunt utilizate pentru a realiza comunicarea în ambele sensuri, prin operaţii de CITIRE şi SCRIERE. Din această categorie fac parte: interfaţa de , consola, placa multimedia.

Suporturile de informaţie sunt obiecte folosite de calculator pentru a transmite informaţii între sistem şi utilizator. Acestea pot fi: hârtia, dispozitivele electromagnetice, etc.

4. MEMORIA EXTERNĂ este un suport electromagnetic reutilizabil, pe care informaţia se păstrează codificat sub formă binară, prin magnetizarea particulelor feromagnetice după două direcţii de magnetizare, corespunzătoare celor două cifre binare.

Păstrarea informaţiilor în afara sesiunii de lucru se face în memoria externă. Suporturile electromagnetice folosite ca memorii externe sunt: banda magnetică, discul magnetic, caseta magnetică.

Pe baza componentelor prezentate mai înainte, rezultă că un calculator poate avea o configuraţie minimă şi o configuraţie maximă. Configuraţia minimă este dată de numărul minimum de componente necesar pentru ca sistemul să fie operaţional şi cuprinde, de regulă: procesorul, memoria internă, o unitate de memorie externă, tastatura şi display-ul. Configuraţia maximă este dată de numărul maxim de componente care pot fi conectate la procesor. Între configuraţia minimă şi configuraţia maximă, utilizatorul o poate alege pe cea care să corespundă aplicaţiilor dorite şi posibilităţilor financiare.